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Equal-Arm Balance on a Knife Edge, with a Set of Brass Weights
Penny

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14. ottobre 2026DK
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Equal-Arm Balance on a Knife Edge, with a Set of Brass Weights

The oldest weighing machine is a beam with equal arms balanced on a pivot, a pan hanging from each end: put the load in one pan and known weights in the other until the beam lies level. Balances go back to the Fourth Dynasty of Egypt. A hardened knife edge makes it sensitive and a long pointer shows the smallest tilt; the weights are cast in brass and adjusted against each other. The picture: our diagram of the balance, its knife edge, pointer, pans and weights.
Intermedio
Two to three days

Istruzioni

1

Beam and knife edge

File a straight beam from flat tool steel with a hole exactly in the middle and one near each end, the two end holes equally far from the centre. Forge and file a short steel knife edge, harden and temper it, and fit it through the centre hole, edge down. File a long pointer onto the beam.

Materiali per questo passaggio:

Barra piatta di acciaio per utensiliBarra piatta di acciaio per utensili1 pezzo

Strumenti necessari:

Lima per metalliLima per metalli
Trapano a manoTrapano a mano
Calibro digitale da 6 polliciCalibro digitale da 6 pollici
Forgia da fabbroForgia da fabbro
Tinozza di tempraTinozza di tempra
Occhiali di sicurezzaOcchiali di sicurezza
2

Stand and bearing

Make an upright stand of hardwood with a hardened steel V-block on top, shallower than the knife edge, so the beam rocks freely. Mark a zero line behind the pointer.

Materiali per questo passaggio:

Listello di legno duroListello di legno duro2 pezzi
Tondo di acciaio dolceTondo di acciaio dolce0.3 m

Strumenti necessari:

Lima per metalliLima per metalli
Forgia da fabbroForgia da fabbro
Tinozza di tempraTinozza di tempra
3

Pans

Cut two equal brass discs, dish them slightly, drill three holes in each rim and hang each from an end hole on three equal cords.

Materiali per questo passaggio:

Lamiera di ottoneLamiera di ottone1 pezzo
Filo di lino ceratoFilo di lino cerato3 m

Strumenti necessari:

Cesoie da lattoniereCesoie da lattoniere
Trapano a manoTrapano a mano
Lima per metalliLima per metalli
4

Trim to level

With both pans empty, file the heavier side until the pointer rests on zero. Swap the pans and check again: if the pointer moves, the arms are unequal and the end holes need moving.

Strumenti necessari:

Lima per metalliLima per metalli
5

Cast the weights

Melt brass and cast a row of plain cylinders a little heavy in green sand.

Materiali per questo passaggio:

Lingotto di ottoneLingotto di ottone2 kg
Carbone di legnaCarbone di legna1 as required
Sabbia da fonderiaSabbia da fonderia5 kg

Strumenti necessari:

Forgia da fabbroForgia da fabbro
Crogiolo in argilla refrattariaCrogiolo in argilla refrattaria
Tenaglia per crogioloTenaglia per crogiolo
Staffa di formatura (coperchio e fondo)Staffa di formatura (coperchio e fondo)
Guanti da saldatoreGuanti da saldatore
6

Adjust the weights

Balance the largest weight against a litre of water measured in the cylinder (one kilogram, our reference), filing it down until the beam is level. Make the smaller ones by balancing pairs against a larger one and against each other, filing each to level.

Materiali per questo passaggio:

AcquaAcqua1 litro

Strumenti necessari:

Cilindro graduatoCilindro graduato
Lima per metalliLima per metalli
7

A binary set of weights

Caricamento del notebook Jupyter…
8

Limits

The balance's form and use are as Wikipedia describes; the sizes and the water reference are ours. Water's density changes a little with temperature, so the reference is good to a few parts in a thousand.

Materiali

9

Strumenti richiesti

12

CC0 Pubblico dominio

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